Μελέτη του πολυμερικού φωτοκαταλύτη g-C3N4 και των παραγώγων του για σύνθεση ηλιακών καυσίμων

Study of the polymeric photocatalyst g-C3N4 and its derivatives for synthesis of solar fuels (english)

  1. MSc thesis
  2. ΓΙΑΝΝΟΥΛΑΣ, ΓΕΩΡΓΙΟΣ
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. October 2016 [2016-10]
  5. Ελληνικά
  6. 204
  7. ΤΡΑΠΑΛΗΣ, ΧΡΗΣΤΟΣ, Δρ.
  8. ΔΕΛΗΜΗΤΗΣ, ΑΝΔΡΕΑΣ, Δρ. | ΚΟΡΔΟΥΛΗΣ, ΧΡΗΣΤΟΣ, Δρ.
  9. φωτοκαταλύτης και photocatalyst | CO2 | g-C3N4 | αναγωγή και reduction | ηλιακά και solar | καύσιμα και fuels | καταλυτική και catalytic | δραστικότητα και activity | δυναμικό και potential | οδείδωση και oxidation | Η2Ο | γραφιτικό και graphitic | ανθρακικό και carbon | νιτρίδιο και nitride | ηλεκτρόνιο και electron | οπή και hole | ανασυνδυασμός και recombination | φωτοδιέγεση και photoexcitation | διαχωρισμός και separation | απορρόφηση και absorption | φως και light | παραγωγή και production
  10. 2
  11. 233
  12. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
    • Το αντικείμενο αυτής της της διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση και μελέτη του πολυμερικού γραφιτικού ανθρακικού νιτριδίου (g-C3N4) και των παραγώγων του ως φωτοκαταλυτών για τη σύνθεση ηλιακών καυσίμων. Λόγω των ενεργειακών, οικονομικών και περιβαλλοντικών προβλημάτων που σχετίζονται με την καύση των ορυκτών καυσίμων, το ερευνητικό ενδιαφέρον στρέφεται στην ανάπτυξη τεχνολογιών που θα επιτυγχάνουν τη μετατροπή και αποθήκευση της άφθονης ηλιακής ενέργειας σε ενέργεια χημικών δεσμών ηλιακών καυσίμων, με τη χρήση ιδανικά του ανθρωπογενούς CO2 και του Η2Ο ως πηγών άνθρακα και υδρογόνου. Ανάμεσα σε αυτές τις τεχνολογίες η φωτοκαταλυτική αναγωγή του CO2 και διάσπαση του νερού, με τη χρήση κατάλληλων φωτοκαταλυτών και αντιγράφοντας τις αρχές της φυσικής φωτοσύνθεσης υπόσχεται να συμβάλει στην επίτευξη αυτού του στόχου πρόκληση. Το γραφιτικό νιτρίδιο του άνθρακα (g-C3N4), έχει ορισμένα πλεονεκτήματα που το καθιστούν ιδανικό υποψήφιο φωτοκαταλύτη για σύνθεση ηλιακών καυσίμων. Είναι ένα πολυμερικό μη μεταλλικό υλικό που χαρακτηρίζεται από πολύ αρνητική τιμή του δυναμικού αναγωγής (-1,42 V) και μικρή τιμή ενεργειακού χάσματος (2,67 eV) και συνεπώς υψηλή αναγωγική ισχύ και ικανότητα απορρόφησης στην ορατή περιοχή του φάσματος. Λόγω των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ των ατόμων του άνθρακα και του αζώτου, είναι σταθερό στην επίδραση της ακτινοβολίας και σε όξινα ή αλκαλικά διαλύματα. Επίσης, μπορεί να συντεθεί μέσω απλών και οικονομικών διεργασιών με τη χρήση φθηνών, μη τοξικών πρόδρομων ενώσεων. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας που αφορά στην φωτοκαταλυτική παραγωγή ηλιακών καυσίμων με τη χρήση του εναλλακτικού πολυμερικού ημιαγωγού g-C3N4. Έμφαση δίνεται στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του, στις μεθόδους σύνθεσης και την επίδραση που έχουν στις ιδιότητες και την απόδοσή του, καθώς και στη χρήση του για αναγωγή του CO2.
    • The object of this master thesis is the presentation and study of polymeric graphitic carbonate nitride (g-C3N4) and its derivatives as photocatalysts for solar fuels synthesis. Due to the energy, economic and environmental problems associated with fossil fuels burning, the research interest is focused on developing technologies that will achieve the conversion and storage of the abundant solar energy into solar fuels chemical linkages using ideally manmade CO2 and H2O as carbon and hydrogen source. Among these technologies, the photocatalytic reduction of CO2 and water splitting through appropriate photocatalysts and copying the principles of natural photosynthesis promises to contribute to achieving this challenging goal. The graphitic carbon nitride (g-C3N4), has some advantages that widow it an ideal candidate photocatalyst for solar fuels composition. It is a polymeric non- metallic material of a very negative value of the reduction potential (-1,42 V) and small band gap energy (2,67 eV) and therefore high reducing power and absorption efficiency in the visible light region. Because of the strong covalent bonds between carbon atoms and nitrogen, g-C3N4 is stable to the effect of radiation in acidic or alkaline solutions. It can also be synthesized by simple and economic processes using inexpensive and nontoxic precursors. In this work, is presented an overview of the literature concerning the photocatalytic production of solar fuels using the alternative polymeric semiconductor g-C3N4. Emphasis is placed on physico-chemical characteristics, synthesis methods and the effect they have on the properties and performance of g-C3N4, and its use for CO2 reduction. In this work, an overview of the literature concerning the production of solar photocatalytic fuel using alternative polymeric semiconductor g - C3N4. Emphasis is placed on physico-chemical characteristics, the methods of synthesis and the effect they have on the properties and performance, and the use for the CO2 reduction.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.